Investigadores han revelado cómo dos organismos muy distintos, bacterias y hormigas carpinteras, llegaron a depender para sobrevivir y convertirse en una compleja forma de vida.
El estudio de la Universidad McGill, publicado en la revista Nature, muestra el mecanismo en que estas especies han colaborado mutuamente para alterar radicalmente el desarrollo del embrión de la hormiga, facilitando la integración.
Comprender cómo se originan y evolucionan estas grandes unificaciones es un enigma para los biólogos. Ehab Abouheif, biólogo y autor principal del artículo, cree que estos conocimientos pueden conducir a una mejor comprensión del origen de organismos complejos.
La bacteria Blochmannia y los miembros de la hiperdiversa tribu de hormigas Camponotini han forjado una relación simbiótica que se remonta a 51 millones de años, en la que cada especie ya no puede sobrevivir sin la otra. Los biólogos denominan este comportamiento como endosimbiosis obligada.
Se cree que las hormigas inicialmente ingirieron la bacteria de insectos chupadores de savia, llamados hemípteros, con los que comparten un nicho ecológico.
La bacteria, que vive dentro de las células de la hormiga, ayuda a regular la distribución del tamaño de las obreras en la colonia, mejorando su capacidad para sintetizar la nutrición.
Las hormigas, a su vez, proporcionan a las bacterias un entorno celular protegido y aseguran su supervivencia entre generaciones.
Sin embargo, hasta ahora no estaba claro cómo se unieron.
Desarrollo embrionario reorganizado
Los investigadores observaron el material que contiene la información genética que se transmite entre generaciones, tras detectar que la bacteria rodea completamente la línea germinal de la hormiga.
“En lugar de que los genes de la línea germinal se ubiquen en un solo lugar del huevo como todos los demás insectos, ahora están en cuatro. Nadie ha visto nunca algo así en otro insecto”, afirma Arjuna Rajakumar, investigadora de la Universidad McGill.
Los investigadores detectaron que los genes Hox, que configuran el diseño del cuerpo, aparecieron más temprano de lo habitual en el desarrollo del embrión en las mismas cuatro ubicaciones que los genes de la línea germinal.
“La localización de estos genes en estas cuatro áreas diferentes crea un sistema de coordenadas en el embrión de la hormiga, donde cada uno realiza una función diferente para integrar a las bacterias”, agrega Abouheif.
Los investigadores descubrieron una capacidad preexistente para desarrollar nuevas ubicaciones de genes dentro de los embriones de hormigas, que las bacterias explotaron para alterar el desarrollo del embrión e integrar las dos especies.
“Los pasos que descubrimos sobre la forma en que estas bacterias y hormigas se unieron para formar una relación endosimbiótica obligada nos ayudarán a comprender otras unificaciones importantes que dieron lugar a formas de vida complejas, como cuando los organismos unicelulares se unieron para formar una relación multicelular”, precisa la investigadora.
